CN112341989A - 一种导热银胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热银胶及其制备方法，涉及导热密封胶技术领域。本发明所述导热银胶包含如下重量份的成分：含乙烯基的聚硅氧烷100份、含硅氢键的聚硅氧烷2‑10份和银粉500‑900份。由所述配方制备的导热银胶具有良好的导热、散热性能，在高温高湿环境中仍然具有良好的稳定性，并且其具有回粘性，可对基材形成良好的物理吸附，不易脱落，可避免胶体与基材在极端环境下分离。并且所述导热银胶的制备过程较为简单，适于工业化生产。

Description

一种导热银胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热密封胶技术领域，尤其涉及一种导热银胶及其制备方法。
背景技术
随着5G时代的来临，半导体市场对于导热材料的导热性能要求更为严苛。而目前市面上导热率大于5W/m·K以上的导热材料或是垫片形式或是以环氧树脂为基体树脂的银胶居多，前者应用形式较为单一，后者因环氧树脂自身的应力较大、收缩率大等原因导致其在使用过程中频繁出现胶体收缩、翘曲等现象，进而无法覆盖基材，散热率降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有良好的导热、散热性能，并且具有良好的高温高湿稳定性的导热银胶及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种导热银胶，包含含乙烯基的聚硅氧烷100份、含硅氢键的聚硅氧烷2～10份和银粉500～900份。
本发明选用两种有机硅复配制备的有机硅体系的银胶具有更广的使用范围(-20℃～200℃)，并且韧性优良，不易产生收缩问题，可以更好地覆盖基材以获得良好的导热、散热性能；而且表面的回粘性可对基材形成良好的物理吸附作用，不易脱落，避免胶体和基材在极端环境下(高温高湿)分离的弊端，提供更好的导热、散热服务。
优选地，所述含乙烯基的聚硅氧烷的结构式如式(I)所示：
Figure BDA0002806057740000021
所述式(I)中，R1表示相同或不同的基团；R1为甲基、乙基、丙基、环己烷、苯基、甲苯基、苯甲基、2-苯乙基、苯丙基中的至少一种；所述式(I)中，X为大于10的整数。
优选地，所述含硅氢键的聚硅氧烷的结构式如式(II)所示：
Figure BDA0002806057740000022
所述式(II)中，R为不含取代基或含取代基的单价烃基、烷氧基、羟基、苯基、氢基中的至少一种，但R不为烯基。
优选地，所述导热银胶中还包含如下重量份的成分：补强填料2-6份、催化剂0.5-1.2份和抑制剂0.005-0.02份。
优选地，所述补强填料包括气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、MQ硅树脂、MTQ硅树脂中的至少一种；所述银粉包括片状银粉、树枝状银粉、球状银粉中的至少一种；所述催化剂包括氯铂酸的醇溶液、氯铂酸的乙烯基硅氧烷螯合物、负载型铂催化剂中的至少一种；所述的抑制剂包括2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇、3,5-二甲基-1-乙炔基-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇或乙烯基聚环硅氧烷中的至少一种。
优选地，所述催化剂中铂的质量分数为2000-10000ppm。
优选地，所述含乙烯基聚硅氧烷的粘度为100-100000mPa·s，所述含乙烯基聚硅氧烷中，乙烯基的质量分数为0.5-1.2％。
优选地，所述含硅氢键的聚硅氧烷的粘度为30-100mPa·s；所述含硅氢键的聚硅氧烷中，硅氢键的质量分数为0.2-1.5％。
同时，本发明还公开了一种所述导热银胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将银粉和含乙烯基聚硅氧烷、补强填料混合混匀，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入抑制剂，在20-50℃下混合均匀，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入含硅氢键聚硅氧烷，混合均匀，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入催化剂，混合均匀，得到所述导热银胶。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明公开的导热银胶具有良好的导热、散热性能，在高温高湿环境中仍然具有良好的稳定性，并且其具有回粘性，可对基材形成良好的物理吸附，不易脱落，可避免胶体与基材在极端环境下分离。并且所述导热银胶的制备过程较为简单，适于工业化生产。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述导热银胶的一种实施例，本实施例所述导热银胶的配方如表1所示，本实施例所述导热银胶的制备方法包括如下步骤：
(1)将银粉和含乙烯基聚硅氧烷、补强填料混合混匀，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入抑制剂，在40℃下混合均匀，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入含硅氢键聚硅氧烷，在40℃下混合均匀，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入催化剂，在40℃下混合均匀，得到所述导热银胶。
实施例2～6
本发明所述导热银胶的实施例，实施例2～6的制备方法与实施例1相同，其配方如表1所示。
表1实施例1～6的配方
Figure BDA0002806057740000041
性能测试
对实施例1～6进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2性能测试结果
Figure BDA0002806057740000042
从表2中可知，本发明制备的导热银胶具有良好的综合性能，导热率和拉伸强度较高，而且具有一定的硬度和断裂伸长率，并且大都具有回粘性，可对基材形成良好的物理吸附，不易脱落，是一种优良的导热材料，可应用于半导体工业中。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种导热银胶，其特征在于，所述导热银胶包含如下重量份的成分：含乙烯基的聚硅氧烷100份、含硅氢键的聚硅氧烷2-10份和银粉500-900份。
2.如权利要求1所述的导热银胶，其特征在于，所述含乙烯基的聚硅氧烷的结构式如式(I)所示：
Figure FDA0002806057730000011
所述式(I)中，R1表示相同或不同的基团；R1为甲基、乙基、丙基、环己烷、苯基、甲苯基、苯甲基、2-苯乙基、苯丙基中的至少一种；所述式(I)中，X为大于10的整数。
3.如权利要求1所述的导热银胶，其特征在于，所述含硅氢键的聚硅氧烷的结构式如式(II)所示：
Figure FDA0002806057730000012
所述式(II)中，R为不含取代基或含取代基的单价烃基、烷氧基、羟基、苯基、氢基中的至少一种，但R不为烯基。
4.如权利要求1所述的导热银胶，其特征在于，还包含如下重量份的成分：补强填料2-6份、催化剂0.5-1.2份和抑制剂0.005-0.02份。
5.如权利要求4所述的导热银胶，其特征在于，所述补强填料包括气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、MQ硅树脂、MTQ硅树脂中的至少一种；所述银粉包括片状银粉、树枝状银粉、球状银粉中的至少一种；所述催化剂包括氯铂酸的醇溶液、氯铂酸的乙烯基硅氧烷螯合物、负载型铂催化剂中的至少一种；所述的抑制剂包括2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇、3,5-二甲基-1-乙炔基-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇、乙烯基聚环硅氧烷中的至少一种。
6.如权利要求5所述的导热银胶，其特征在于，所述催化剂中铂的质量分数为2000-10000ppm。
7.如权利要求1所述的导热银胶，其特征在于，所述含乙烯基聚硅氧烷的粘度为100-100000mPa·s。
8.如权利要求1所述的导热银胶，其特征在于，所述含硅氢键的聚硅氧烷的粘度为30-100mPa·s。
9.一种如权利要求4～8任一项所述的导热银胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将银粉和含乙烯基聚硅氧烷、补强填料混合混匀，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入抑制剂，在20-50℃下混合均匀，得到混合物B；
(3)向混合物B中加入含硅氢键聚硅氧烷，混合均匀，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入催化剂，混合均匀，得到所述导热银胶。
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